압축성·희박기체 및 수중 유동 해석을 통한 경계조건 예측 연구

Predictive analysis of compressible/rarefied and free-surface flows through boundary condition modeling

연구 내용

압축성 유동의 경계층과 희박기체 노즐에서 적절한 경계조건을 예측하고 검증하는 수치해석 연구

압축성 및 희박기체 영역에서 유동 특성을 안정적으로 계산하기 위해 경계조건과 물리모델의 적합성을 중심으로 연구를 수행합니다. 아음속 압축성 층류 경계층 문제에서 버퍼 존 없이 입구 경계조건을 어떻게 설정할지에 대한 수학적 정식화를 바탕으로 경계층 두께와 분포를 예측합니다. 또한 고고도 추력 장치의 노즐 유출부에서 자유분자류 흐름에 대한 압력 분포를 각도 계수 방법과 등엔트로피 관계를 결합하여 적정 경계조건으로 변환하는 절차를 제안합니다. 아울러 쐐기형 선체의 수중 진입 시 분리 문제를 포텐셜 유동 및 수치해석으로 다루고, 용융염 반응기 조건에서 액적 거동을 SPH로 모사하여 폭발 시나리오에 대한 유동·상호작용을 평가합니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

초기에는 압축성 경계층 해석에서 입구 경계조건을 구성하는 방식에 대한 이론적 접근을 수행하며, 버퍼 존 없이도 해석 안정성을 확보하는 방향으로 연구를 전개했습니다. 이후 희박기체 노즐 영역으로 확장하여 연속체 모델 결과와 단순 대수적 분자류 모사를 결합한 압력 경계조건 예측 절차를 마련했습니다. 2024년에는 수면 진입 유동에서 분리 특성을 포함한 웨지 진입 문제를 다루며 모델 타당성을 검증하는 연구를 수행했습니다. 동시에 용융염 반응기에서 액적 및 액막 관련 거동을 SPH 기반으로 모사하여 폭발 시나리오 조건의 유동 특성을 평가하는 방향으로 연구 범위를 넓혔습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

희박기체 노즐 경계조건 생성
고고도 추력장치 유동 예측
압축성 경계층 해석 안정화
웨지 수중 진입 유동 모델링
자유수면 진입 분리 평가
다상 액적 거동 시뮬레이션
용융염 반응기 안전성 평가
폭발 시나리오 유동 위험도 분석
수치해석 검증용 비교 지표 설계
경계조건 기반 해석 자동화